中國(guó)粉體網(wǎng)訊 半導(dǎo)體用石英坩堝具有均一性、高純度（高純半導(dǎo)體合成石英坩堝內(nèi)層要求8N以上純度）的特點(diǎn)。與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)起步較晚，部分生產(chǎn)工藝與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)相比存在一定差距。在產(chǎn)品穩(wěn)定性、微氣泡量控制方面，日本公司相關(guān)產(chǎn)品可把因溫度產(chǎn)生的形變控制在小范圍內(nèi)（正負(fù)0.75mm），部分合成石英砂坩堝可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部零氣泡，而國(guó)產(chǎn)坩堝暫時(shí)無(wú)法達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。
隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，在國(guó)家政策的扶持下，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的建設(shè)力度持續(xù)加強(qiáng)，進(jìn)而有力帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上游石英坩堝需求的增長(zhǎng)。未來(lái)隨著半導(dǎo)體領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程的推進(jìn)，國(guó)產(chǎn)石英坩堝在半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率將得到進(jìn)一步提升。
半導(dǎo)體級(jí)石英坩堝行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心原材料主要為高純度合成石英砂及高純度天然石英砂。高純度合成石英砂由硅醇鹽制成，是高純度石英玻璃制品的理想原材料，目前全球僅三菱化學(xué)等極個(gè)別企業(yè)可以規(guī)模化穩(wěn)定提供。高純度天然石英砂通常為符合美國(guó)矽比科公司IOTA-STD等級(jí)的石英砂，目前全球能夠供應(yīng)的公司較少，僅美國(guó)矽比科（前身為尤尼明公司）、挪威天闊石等。
綜合研究表明，天然高純石英原料的礦物學(xué)特征研究應(yīng)當(dāng)考慮SiO2含量，流體包裹體的數(shù)量、大小、化學(xué)成分、存在形式及分布狀態(tài)，雜質(zhì)元素的含量及賦存形式等性質(zhì)，其中雜質(zhì)元素的賦存狀態(tài)對(duì)于高純石英原料的質(zhì)量影響至關(guān)重要。
石英中雜質(zhì)的賦存狀態(tài)可分為三類(lèi)：孔隙礦物類(lèi)雜質(zhì)、氣液包裹體類(lèi)雜質(zhì)、類(lèi)質(zhì)同象類(lèi)雜質(zhì)�？紫兜V物類(lèi)雜質(zhì)是與石英出現(xiàn)在同一空間上的礦物，不同地質(zhì)條件下伴生礦物不盡相同，與之伴生的礦物大多是硅酸鹽類(lèi)造巖礦物，比如長(zhǎng)石、云母、金紅石、方解石、螢石以及磁鐵礦和赤鐵礦等含鐵類(lèi)礦物；包裹體和類(lèi)質(zhì)同象類(lèi)雜質(zhì)都是在石英成礦過(guò)程中由于地質(zhì)作用產(chǎn)生的雜質(zhì)，包裹體是包裹在石英礦內(nèi)部的某些固體礦物或氣液雜質(zhì)，類(lèi)質(zhì)同象類(lèi)雜質(zhì)是其他金屬或非金屬離子取代石英晶格中的某些位點(diǎn)形成的雜質(zhì)。其中氣液包裹體和晶格內(nèi)部類(lèi)質(zhì)同象雜質(zhì)是制約高純石英產(chǎn)品制備的關(guān)鍵性因素。
半導(dǎo)體級(jí)石英坩堝用高純石英砂對(duì)氣液包裹體、晶格雜質(zhì)等要求極高，國(guó)產(chǎn)原料難以滿足要求，長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口，隨著國(guó)際形勢(shì)的變化，國(guó)產(chǎn)替代已迫在眉睫。不同石英資源中，由于雜質(zhì)賦存特征及含量不同，其提純工藝具有顯著差異。因此，武漢理工大學(xué)的李育彪教授認(rèn)為，針對(duì)不同產(chǎn)地的石英原料開(kāi)展雜質(zhì)賦存特征分析，構(gòu)建系統(tǒng)雜質(zhì)分布體系，開(kāi)發(fā)石英砂中微小包裹體及晶格雜質(zhì)的精深系列提純技術(shù)，是制備半導(dǎo)體坩堝用高純石英砂的關(guān)鍵核心。
2025年4月23-24日，由中國(guó)粉體網(wǎng)、中粉會(huì)展主辦的“2025全國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)用高純石英材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)”將在江蘇南京召開(kāi)，屆時(shí)來(lái)自武漢理工大學(xué)的李育彪教授將做題為《半導(dǎo)體坩堝用高純石英砂精深純化技術(shù)》的報(bào)告。
李育彪，澳大利亞南澳大學(xué)博士，現(xiàn)任武漢理工大學(xué)教授、博導(dǎo)，湖北省“楚天英才計(jì)劃”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、湖北省“楚天學(xué)者計(jì)劃”、武漢理工大學(xué)“青年拔尖人才”，任關(guān)鍵非金屬礦產(chǎn)資源綠色利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)科帶頭人、中國(guó)非金屬礦行業(yè)關(guān)鍵礦物材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。
李教授主要從事戰(zhàn)略非金屬礦純化、礦山固廢高值利用等方面的教學(xué)科研工作。主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金3項(xiàng)、湖北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃1項(xiàng)、湖北省自然科學(xué)基金1項(xiàng)等50余項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)及企事業(yè)單位委托科研項(xiàng)目。以第一/通訊作者發(fā)表SCI論文70余篇、中文核心期刊論文50余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利18項(xiàng)，出版包括《高純石英砂制備技術(shù)與原理》在內(nèi)的學(xué)術(shù)專(zhuān)（編）著5本�？蒲谐晒@省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)。
參考來(lái)源：中國(guó)半導(dǎo)體用石英材料市場(chǎng)研究分析報(bào)告（2024～2027），粉體大數(shù)據(jù)研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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